印刷品可以在线使用而无需电子设备



物联网正在成为一种越来越普遍的技术。 与该领域相关的小工具的许多用户甚至都不知道它是如何工作的。 在大多数情况下,这种类型的系统配备有特殊的芯片,可为摄像机,冰箱甚至水壶提供对网络的访问。 没有这种芯片,设备的成本将大大降低。 但是,可以想象没有必要的电子组件与网络进行交互的可能性吗?

原来是。 根据一些专家的说法,即使是带有用于洗涤的织物柔软剂的普通瓶也可以提供有关瓶中剩余多少液体以及是否该到商店购买新的织物柔软剂的时间的信息。 创建一个可以传输有关物质数量(或许多其他参数)信息的模块所需的就是一台3D打印机。

华盛顿大学开发了新技术。 参与该项目的专家们获得了创造塑料物体和传感器的机会,这些物体和传感器能够收集信息并将其传输到网络设备。 开发人员已经将这些系统的CAD模型上传到了网络。 使用模型,批量印刷爱好者将能够自行开发各种产品,然后将其出售。 例如,它可以是没有电池和WiFi芯片的音量控制,来自Amazon或Ebay的自动订购按钮,一种安全传感器,可以提醒用户房屋内的管道已经破裂。

一位研究参与者说:“我们的目标是创造一种可以在家里的打印机上打印并连接到无线网络的东西。” “但是最大的成功是,没有无线通信模块就可以完成,所有创建的设备都是塑料制成的。 这是以前从未发生过的事情。”


该系统的原理在2017年11月30日发布的一篇文章中得到了描述,该文章基于在SIGGRAPH大会(亚洲计算机图形学和交互式技术会议和展览会)上的报告。



这里没有什么奇妙的。 专家们使用反向散射方法创造了这项技术。 它允许设备交换信息。 在有问题的项目中,团队用普通塑料替换了一些电子组件。 这些系统使用塑料弹簧和齿轮进行操作。 所有这些都可以在3D打印机上毫无问题地打印。

反向散射系统使用天线来传输数据。 此数据是由WiFi路由器(或其他设备)反射的无线电发射,它以某种方式改变并再次被反射。 对辐射所做的更改具有一定的性质,这使您可以解码反射辐射中嵌入的信息。 内置于塑料设备中的天线本身是导电的塑料纤维或“嵌入”在塑料中的铜颗粒。

在塑料系统执行特定工作(按下按钮,转动齿轮或弹簧)的情况下,系统的电导率会发生变化,并且由其反射的无线电发射也会发生某些变化。 如上所述,它们由无线电子设备解密。



辐射中嵌入的信息是数字的,也就是说,它是一个由零组成的普通二进制系统。 开发人员设法通过带有各种构造齿的特殊齿轮的帮助实现了这一目标。 尖齿为零,钝齿为一。 工作设备向无线网络传输一个1和0的系统,该系统在存在特殊软件的情况下被解密(在这种情况下,没有什么复杂的事情)。

如果您将带有柔软剂的瓶子放回同一瓶中,为了使智能家居系统能够跟踪其中的物质含量,您只需要使用带有刀片的小轮子将其放在颈部模块上即可。 转身时,系统传输一个信号,该信号由特殊软件捕获,该软件监视瓶中物质的数量。 “当软化剂的量达到临界水平时,系统会理解这一点,并可以向亚马逊发送订单以接收相同的软化剂瓶。 因此,用户不必去商店花时间。”

UW Networks&Mobile Systems Lab的支持下,这支大学团队已经印制了几种可以监视某些过程并将信息传输到无线设备的工作系统。 科学家印制的塑料系统不是太复杂,但具有指示性。 这是风速计,一种用于测量流体通过管道和刻度尺运动速度的仪器。 除其他外,科学家创建了一个模块来监视瓶中的液位(上面提到的就是关于该设备的)。



科学家还创造了各种塑料制成的开关,旋钮和按钮,利用它们可以控制办公室中的智能设备。

该技术也可以用作RFID​​标签,不需要电子组件,条形码或其他识别系统。 “它们看上去都像打印机上打印的普通物体,但是它们的独特之处在于它们改变了周围无线电发射和/或磁场的配置。”

该研究由美国国家科学基金会,斯隆基金会和Google资助。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN408773/


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